Máquinas de marcação a laser: princípios e aplicações

Máquinas de marcação a laser: princípios e aplicações

I. O que é uma máquina de marcação a laser?

Uma máquina de marcação a laser emprega lasers de alta densidade de energia para irradiar localmente partes de uma peça de trabalho, fazendo com que o material da superfície vaporize ou sofra reações químicas de mudança de cor, deixando assim uma marca permanente.

II. Tipos de máquinas de marcação a laser

1. Com base nas características de absorção do material dos lasers, os lasers podem ser divididos em duas categorias principais. Um tipo usa lasers YAG (estado sólido) bombeados por lâmpada, enquanto o outro usa lasers de CO2 (dióxido de carbono).

2. Com base em diferentes tipos de lasers, podemos categorizar em: máquinas de marcação a laser CO2, máquinas de marcação a laser semicondutores, máquinas de marcação a laser YAG e máquinas de marcação a laser de fibra.

3. A classificação de acordo com a visibilidade do laser pode ser: máquinas de marcação a laser ultravioleta (invisíveis), máquinas de marcação a laser verde (laser visível) e máquinas de marcação a laser infravermelho (laser invisível).

4. De acordo com diferentes comprimentos de onda do laser, eles podem ser agrupados como: máquinas de marcação a laser ultravioleta profundo (266 nm), máquinas de marcação a laser verde (532 nm), máquinas de marcação a laser YAG com bomba de lâmpada (1064 nm), semicondutores YAG com bombeamento lateral. máquinas de marcação a laser, máquinas de marcação a laser YAG semicondutores com bombeamento final (1064 nm), máquinas de marcação a laser de fibra (1064 nm) e máquinas de marcação a laser CO2 (10,64 um).

III. Princípio de trabalho

1. Máquina de marcação a laser YAG com bomba de lâmpada:

Ele usa uma lâmpada de criptônio como fonte de energia (fonte de excitação) e ND:YAG como meio para produzir o laser.

A emissão de um comprimento de onda específico pode induzir o material de trabalho a produzir uma transição de nível de energia e liberar um laser. Após amplificar a energia do laser, um feixe de laser é formado para processamento do material.

2. Máquina de marcação a laser CO2:

Utilizando gás CO2 como substância de trabalho, a máquina enche o tubo de descarga com gás CO2, que serve como meio de produção de laser.

Quando uma alta tensão é aplicada ao eletrodo, o tubo de descarga gera uma descarga luminosa, liberando o laser das moléculas do gás. Após amplificar a energia do laser, um feixe de laser é formado para processamento do material.

3. Máquina de marcação a laser YAG com bombeamento lateral semicondutor:

Esta máquina emprega um diodo laser semicondutor com comprimento de onda de 808nm para bombear o meio Nd:YAG, levando à formação de um grande número de partículas invertidas.

Sob o efeito do Q-switch, é produzida uma saída de laser de pulso gigante com comprimento de onda de 1064 nm. Esta máquina possui alta eficiência de conversão eletro-óptica e é capaz de marcar materiais metálicos e não metálicos.

4. Máquina de marcação a laser de fibra: Esta máquina emite o laser diretamente através da fibra.

4. Escopo de Marcação e Parâmetros Técnicos

1. Máquina de marcação a laser CO2:

Esta máquina pode gravar uma ampla variedade de materiais não metálicos, como papel, couro, madeira, plástico, plexiglass, tecido, acrílico, bambu, borracha, cristal, jade, cerâmica, vidro e pedra artificial.

Ele emprega um tubo laser de gás CO2, um sistema óptico de foco em expansão e um scanner galvanômetro de alta velocidade. É estável em desempenho, duradouro, livre de manutenção e econômico.

Parâmetros técnicos:

  • Comprimento de onda do laser: 10,64μm
  • Frequência de repetição do laser: 20-100kHz
  • Faixa de gravação padrão: mínimo 2,5 mm x 2,5 mm, máximo 500 mm × 500 mm
  • Profundidade de gravação: ≤2mm ou ≤8mm
  • Velocidade da linha de gravação: ≤7000 mm/s
  • Largura mínima da linha: ≤ 0,05 mm ou ≤ 0,15 mm
  • Precisão de repetibilidade: ± 0,001 mm
  • Potência da máquina: Mínimo 300W, Máximo 4KW
  • Potência do laser: 10W, 30W, 50W, 100W

2. Máquina de marcação a laser galvanômetro YAG:

Adequado para uma variedade de materiais, incluindo metais, óxidos metálicos, vidro e plásticos. Seu espelho de digitalização de alta velocidade pode concluir a digitalização da imagem em um tempo muito curto, resultando em marcações requintadas.

O design é racional, o artesanato refinado e a aparência é premium. Pode ser equipado com cabeçote rotativo CNC, acessórios automáticos e linha de produção de carga/descarga de acordo com as necessidades do usuário.

3. Máquina de marcação a laser verde, máquina de marcação a laser ultravioleta:

Usado principalmente para produtos IC ultrafinos e outras aplicações de ponta. Essas máquinas são mais caras e normalmente customizadas.

4. Marcação a laser de fibra:

Usado principalmente em campos onde são necessários altos requisitos de profundidade, suavidade e precisão.

V. Vantagens da marcação a laser

1. A marcação permanece intacta ao longo do tempo porque o material da superfície é descascado. As informações podem ser preservadas permanentemente.

2. Os lasers podem marcar produtos com números de série exclusivos, facilitando a identificação e rastreabilidade do produto. Os efeitos especiais da marcação a laser são difíceis de imitar com os processos tradicionais.

3. O processamento a laser não é tóxico e é inofensivo, sem as desvantagens de processos como a corrosão por serigrafia.

VI. Comparação entre códigos unidimensionais e bidimensionais

1. Código de barras unidimensional:

Um código de barras unidimensional expressa informações apenas em uma direção (geralmente horizontal) e não expressa nenhuma informação na direção vertical. Sua altura geralmente é para facilitar o alinhamento do leitor.

Desvantagens:

  • Pequena capacidade de dados: Cerca de 30 caracteres.
  • Só pode conter letras e números.
  • O tamanho do código de barras é relativamente grande (baixa utilização de espaço).
  • O código de barras não pode ser lido se estiver danificado.

2. Código de barras bidimensional:

Um código de barras que armazena informações em um espaço bidimensional, tanto horizontal quanto verticalmente. Utiliza uma forma geométrica particular disposta de acordo com certas regras em um plano (bidimensionalmente). As formas alternadas em preto e branco registram as informações do símbolo de dados.

Os códigos comumente usados ​​incluem Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K, etc.

Vantagens:

  • Codificação de alta densidade, grande capacidade de informação.
  • Ampla faixa de codificação.
  • Forte capacidade de correção de erros.
  • Decodificação confiável.
  • Medidas de criptografia podem ser introduzidas.
  • Baixo custo, fácil de fazer e durável.
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